天气预报的秘密.doc

天气预报的秘密出门要不要带伞，明天能不能晒被子，地里要浇水还是排水，航班会不会延误想知道这些问题的答案，只需看一看天气预报，便可皆了然于心。可以说，在当今社会，天气预报是每个人都离不了的重要信息。那么，天气是怎样预报的呢？从很久很久以前，人类就试图预测第二天或者若干天之后天气会是怎样。公元前650年左右巴比伦人根据云的样子来预测天气。公元前340年左右亚里士多德在他的天象论中描写了不同的天气状态。中国人至少在公元前300年左右有进行天气预报的纪录。古代天气预报主要是依靠一定的天气现象，比如人们观察到晚霞之后往往有好天气。这样的观察积累多了形成了天气谚语，例如“朝霞不出门，晚霞行千里”。而对于天气现象长期的观察总结，形成了对气候的预测，例如“吃了端午粽，才把棉衣送”。这些都是在长期生活实践中总结出来的智慧结晶。17世纪以后，温度表和气压表等气象观测仪器相继出现，地面气象站陆续建立，科学家开始使用这些科学仪器来测量天气状态，并根据这些数据来预测天气。但是由于当时人们无法快速地将数据传递到远处，很长时间里人们只能使用当地的气象数据来进行天气预报，这就使得对天气的预测带有很大的局限性。1837年电报被发明后，人们才能够使用大面积的气象数据来预测天气。1851年，英国首先通过电报传送观测资料，绘制成地面天气图，以此来制作天气预报。20世纪20年代开始，气团学说和极锋理论先后被应用在天气预报中。30年代，无线电探空仪的发明、高空天气图的出现、长波理论在天气预报上的广泛应用，使得对于天气演变的分析，从二维扩展到了三维。40年代后期，天气雷达的运用，为降水以及台风、暴雨、强风暴等灾害性天气的预报，提供了有效的工具。20世纪50年代以来，动力气象学原理、数学物理方法、统计学方法等，广泛应用于天气预报。用高速电子计算机求解简化了的大气流体力学和热力学方程组，可及时做出天气预报，预测的准确性也大大提高。尤其是60年代发射气象卫星以来，卫星的探测资料弥补了海洋、沙漠、极地和高原等地区气象资料不足的缺陷，使天气预报的水平显著提高。70年代，数字天气预测随着电脑硬件的进步而出现，并且迅速发展，今天已经成为天气预报最主要的方式。在进行天气预报之前，首先要收集足够的数据。最传统的数据是在地面或海面上通过专业人员、爱好者、自动气象站或者浮标收集的气压、气温、风速、风向、湿度等数据。此外通过气象气球，气象学家还可以收集高空的气温、湿度、风值。还有气象雷达，可以提供降水地区和强度的信息，多普勒雷达还可以确定风速和风向。最重要的，还是来自于气象卫星的数据。气象卫星可以采集全世界的数据，它们的可见光照片可以帮助气象学家直观地判断云团的发展，红外线数据可以用来收集地面和云顶的温度。通过监视云的发展可以收集云的边缘的风速和风向。以下是我国风云一号D星发回的第一幅高分辨率图像，从图中可以清晰地看到地形的分布和云团的位置。接下来，要对采集到的数据进行分析，将被采集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起分析，得到一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的预测。然后使用电脑来模拟大气的运行。它使用数据分析的结果作为其出发点，按照物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。由于流体力学的方程组非常复杂，因此只有使用超级计算机才能够进行数字天气预报。这个模型计算的输出是天气预报的基础。最后再对得到的结果加以修正和解释，以得到广大用户能够理解明白的结果，也就是直白地告诉大家，第二天的温度变化情况，是否有雨雪天气，或者台风运行的路径等等。当然